（安徽专用）2013版高考化学二轮复习 第八讲 有关电化学原理中的常考问题能力提升训练 新人教版

1 第八讲第八讲 有关电化学原理中的常考问题有关电化学原理中的常考问题 时间 45 分钟 分值 100 分 一 选择题 本题包括 7 个小题 每小题 6 分 共 42 分 在每小题给出的四个选项中 只有一项是符合题目要求的 1 教材改编题 氢氧燃料电池已用于航天飞机 以 30 KOH 溶液为电解质溶液的这种 电池在使用时的电极反应如下 2H2 4OH 4e 4H2O O2 2H2O 4e 4OH 据此作出判断 下列说法中错误的是 A H2在负极发生氧化反应 B 供电时的总反应为 2H2 O2 2H2O C 产物为无污染的水 属于环境友好电池 D 燃料电池的能量转化率可达 100 2 目前市场上的手提应急灯 主要用的是 无液干粉 铅酸蓄电池 其原理是将强腐 蚀性的浓硫酸灌注到硅胶中 使电解质溶液不易发生泄漏 大大改善了电池的性能 所用的原料仍然是 Pb PbO2 H2SO4 下列关于该铅酸蓄电池的说法正确的是 A 充电时 电源的正极接蓄电池标 的一极 电池上标有 的一极发生氧 化反应 B 无液干粉 铅酸蓄电池彻底改变了原来的铅酸蓄电池的原理 C 放电时在铅酸蓄电池的负极发生还原反应 D 若用此铅酸蓄电池电解饱和 NaCl 溶液 标准状况下制备 1 12 L Cl2 电池内至 少 消耗 H2SO4 0 10 mol 3 2012 大纲全国理综 11 四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原 电池 相连时 外电路电流从 流向 相连时 为正极 相连时 上有气泡逸出 相连时 的质量减少 据此判断这四种金属活动性由大到 小的顺序是 A B C D 4 2012 浙江理综 10 以铬酸钾为原料 电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图 如下 2 下列说法不正确的是 A 在阴极室 发生的电极反应为 2H2O 2e 2OH H2 B 在阳极室 通电后溶液逐渐由黄色变为橙色 是因为阳极区 H 浓度增大 使平 衡 2CrO 2H Cr2O H2O向右移动 2 42 7 C 该制备过程总反应的化学方程式为 4K2CrO4 4H2O2K2Cr2O7 4KOH 通电 2H2 O2 D 测定阳极液中 K 和 Cr 的含量 若 K 与 Cr 的物质的量之比 nK nCr 为d 则此时 铬 酸钾的转化率为 1 d 2 5 2012 北京理综 12 人工光合作用能够借助太阳能 用 CO2和 H2O 制备化学原料 下图是通过人工光合作用制备 HCOOH 的原理示意图 下列说法不正确的是 A 该过程是将太阳能转化为化学能的过程 B 催化剂 a 表面发生氧化反应 有 O2产生 C 催化剂 a 附近酸性减弱 催化剂 b 附近酸性增强 D 催化剂 b 表面的反应是 CO2 2H 2e HCOOH 6 2012 皖南八校 12 LED 产品由于具有超低耗电量 寿命长的特点 越来越受欢 迎 下图是氢氧燃料电池驱动 LED 发光的装置 下列有关叙述正确的是 3 A a 处通入氧气 b 处通入氢气 B 该装置中只涉及两种形式的能量转化 C 电池正极的电极反应式为 O2 2H2O 4e 4OH D P 型半导体连接的是电源负极 7 2012 丰台区八校联考 下图装置 为一种可充电电池的示意图 其中的离子交 换膜只允许 K 通过 该电池充 放电的化学方程式为 2K2S2 KI3K2S4 3KI 装置 为电解池的示意图 当闭合开关 K 时 X 附 放电 充电 近溶液先变红 则下列说法正确的是 A 闭合 K 时 K 从右到左通过离子交换膜 B 闭合 K 时 A 的电极反应式为 3I 2e I 3 C 闭合 K 时 X 的电极反应式为 2Cl 2e Cl2 D 闭合 K 时 当有 0 1 mol K 通过离子交换膜 X 电极上产生标准状况下气体 1 12 L 二 非选择题 本题包括 4 小题 共 58 分 8 14 分 利用下图装置 可以模拟铁的电化学防护 4 1 若 X 为 Zn 开关 K 置于 M 处 X 电极为 极 电极反应式为 铁电极反应式为 此种防护法称为 2 若 X 为碳棒 开关 K 置于 N 处 X 为 极 电极反应为 此种防护法称为 3 若 X 为 Cu 开关 K 置于 N 处 X 电极反应式为 Fe 电极反 应式为 9 14 分 全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电 能相互转化的装置 其原理如下图所示 1 当左槽溶液逐渐由黄变蓝时 其电极反应式为 2 充电过程中 右槽溶液颜色逐渐由 色变为 色 3 放电过程中氢离子的作用是 和 充电时若转移的电子数为 3 01 1023个 左槽溶液中 n H 的变化量为 10 15 分 2012 山东潍坊高三模拟 甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛 请回 答下列问题 1 高炉冶铁过程中 甲烷在催化反应室中产生水煤气 CO 和 H2 还原氧化铁 有关 反应为 CH4 g CO2 g 2CO g 2H2 g H 260 kJ mol 1 已知 2CO g O2 g 2CO2 g H 566 kJ mol 1 则 CH4与 O2反应生成 CO 和 H2的热化学方程式为 2 如下图所示 装置 为甲烷燃料电池 电解质溶液为 KOH 溶液 通过装置 实现 铁棒上镀铜 5 a 处应通入 填 CH4 或 O2 b 处电极上发生的电极反应式是 电镀结束后 装置 中溶液的 pH 填写 变大 变小 或 不变 下 同 装置 中 Cu2 的物质的量浓度 电镀结束后 装置 溶液中的阴离子除了 OH 以外还含有 忽略水解 在此过程中若完全反应 装置 中阴极质量变化 12 8 g 则装置 中理论上消耗 甲烷 L 标准状况下 11 15 分 最新预测 锌 Zinc 是第四 常见 的金属 仅次于铁 铝及铜 在现代工 业中对于电池制造有不可磨灭的贡献 湿法炼锌 某种冶炼过程可用下图简略表示 1 ZnS 焙烧反应的化学方程式为 2 电解过程中析锌一极的电极反应式为 3 氧化锌像氧化铝一样 属于两性氧化物 则氧化锌与氢氧化钠反应的离子方程式 为 已知 锌酸 的化学式可写成 H2 Zn OH 4 锌电池 用锌作负极的电池生活中随处可见 如锌锰干电池 锌锰碱性电池 锌空电池等 4 锌锰碱性电池 以二氧化锰为正极 锌粉为负极 氢氧化钾溶液为电解液 其 具有容量大 放电电流大的特点 因而得到广泛应用 电池总反应式为 Zn 2MnO2 2H2O 2MnO OH Zn OH 2 碱性电池中 负极锌由片状改变成粒状的优点是 正 极反应式为 6 5 新型锌空电池 如图 与锂电池相比 锌空气充电电池的储 存电量是它的三倍 成本是锂电池的一半 并且完全没有过热 爆炸的安全隐患 该电池的总反应为 2Zn O2 2ZnO 电解质 溶液为 KOH 溶液 则负极的电极反应式为 若以该电池为电源 用惰性电极电解硝酸银溶液 为保证阴极有 10 8 g 银析出 至少需要 L 空气 折算成标准状况 进入该电池 7 参考答案 参考答案 第八讲 有关电化学原理中的常考问题 1 D 2 D A 项中 前一句正确 接 的一极为阴极 发生还原反应 A 错 由题目叙述可 知 无液干粉 铅酸蓄电池的原理与传统的铅酸蓄电池原理相同 B 错 放电时 电极 反应为 Error 可知 C 错 根据电路中通过的电子数守恒 可得 2e Cl2 2H2SO4 考虑到电路中能 量损耗 至少要消耗 H2SO4 0 10 mol D 正确 3 B 由原电池原理判断金属活动性 外电路电流从 流向 为正极 金属活动性 相连 为正极 金属活动性 相连 上有气泡 H2 逸出 为正极 金属活动性 相连 质量减少 则金属活动性 即金属 活动性顺序为 B 正确 4 D 因放电顺序 H K 故阴极电极反应式为 2H2O 2e H2 2OH 由于阳极的 电极材料是惰性电极 故该电解池的阳极电极反应式为 2H2O 4e O2 4H 由 于反应生成了 H 增大了 H 的浓度 故平衡 2CrO 2H Cr2O H2O 正向移动 溶液颜色由黄色变为橙色 故 2 4 黄色 2 7 橙色 A B 项正确 将上述反应式合并可知 C 项正确 由总反应方程式 4K2CrO4 4H2O 2K2Cr2O7 4KOH 2H2 O2 和电解装置可知 电解过程中阳极室的 通电 K 通过阳离子交换膜进入阴极室 从而生成 KOH 现设 K2CrO4的起始物质的量为 1 mol 转化的 K2CrO4的物质的量为x 根据电解方程式可知生成的 KOH 的物质的量为x 阳极室剩余 K 的物质的量为 2 mol x 阳极室中 Cr 的物质的量为 1 mol 由题意得 d 解得x 2 d mol 故铬酸钾的转化率为 2 d D 项不正确 2 mol x 1 mol 5 C 首先标化合价 看价变化 O2 HOOH CO2中 C 的化合价降低 得电子 由 C 4 C 2 图示装置中电子转移的方向可知催化剂 a 表面发生失电子的反应 催化剂 b 表面发生得 电子的反应 所以在催化剂 b 表面发生的电极反应为 CO2 2H 2e HCOOH 在 a 表 面 H2O 失电子生成 O2 电极反应为 2H2O 4e 4H O2 由电极反应式可知 a 极附 近酸性增强 b 极附近酸性减弱 C 错误 6 C 由 LED 发光二极管中电子移动方向可知 N 型半导体与电源负极相连 P 型半导体与 电源正极相连 则 a 是负极 应通入 H2 b 是正极 应通入 O2 该装置中主要涉及化学 能 电能 光能三种形式的能量转化 故选 C 7 D 由于装置 为电解池 则装置 必为原电池 电解 NaCl 溶液时阴极反应式为 8 2H 2e H2 则该极附近水的电离受到促进 生成 OH 阴极区溶液先变红 由 此确定 X 为阴极 电极 A 为负极 电极 B 为正极 K 应移向正极 即 K 移向 B 电极 A 错误 C 错误 放电时 S 元素化合价升高 S在 A 电极上发生氧化反应 I在 B 2 2 3 电极上发生还原反应 且有 0 1 mol K 通过离子交换膜时电路中转移0 1 mol e 则 X 电极产生 0 05 mol H2 D 正确 8 解析 1 X 为 Zn 开关 K 置于 M 处 构成 Zn Fe 原电池 Zn 作负极被氧化 2 X 为碳 棒 开关 K 置于 N 处 构成电解池 X 作阳极 OH 放电 3 X 为铜 开关 K 置于 N 处 Cu 作阳极 Cu 失电子变成 Cu2 被氧化 答案 1 负 2Zn 4e 2Zn2 O2 2H2O 4e 4OH 牺牲阳极的阴极保护法 2 阳 4OH 4e O2 2H2O 外接电流的阴极保护法 3 Cu 2e Cu2 2H 2e H2 9 解析 本题是考查以钒为材料的化学原理题 涉及电化学知识 1 左槽中 黄变蓝即为 VO生成 VO2 V 的化合价从 5 降低为 4 得一个电子 O 原子减少 从图中知 其 2 中 H 发生了移动 参与反应 由此写出电极反应式 2 放电作为原电池 左槽得电子 而右槽失电子 充电作为电解池处理 右槽中则为得电子 对应化合价降低 即为 V3 生成 V2 颜色由绿变成紫 3 由电极反应式知 H 参与了反应 溶液中离子的定向 移动可形成电流 n N NA 0 5 mol 3 01 1023 6 02 1023 mol 1 答案 1 VO 2H e VO2 H2O 2 2 绿 紫 3 参与正极反应 通过交换膜定向移动使电流通过溶液 0 5 mol 10 解析 1 根据盖斯定律 将第一个热化学方程式乘以 2 与第二个相加得 2CH4 g O2 g 2CO g 4H2 g H 46 kJ mol 1 2 由于 Fe 棒上镀 Cu 则 Cu 棒发生氧化反应 作阳极 b 电极作正极 a 电极作负极 CH4在 a 处通入 O2在 b 处通入 由于 KOH 溶液作电解质溶液 则 b 极反应式为 O2 2H2O 4e 4OH 电镀过程中电解质溶液不参与电极反应 各离子浓度均不变 CH4燃料电池中的化学方程式为 CH4 2O2 2KOH K2CO3 3H2O 可得溶液中存在 CO 再由电子守恒得 CH4 4Cu 则 12 8 g Cu 的物质的量为 0 2 mol 消耗 CH4为 2 3 0 05 mol 在标准状况下的体积为 0 05 mol 22 4 L mol 1 1 12 L 0 2 mol 4 答案 1 2CH4 g O2 g 2CO g 4H2 g H 46 kJ mol 1 2 CH4 O2 2H2O 4e 4OH 变小 不变 CO 1 12 2 3 11 解析 2 析锌一极应是 Zn NH3 4 2 得到电子 还原为锌 同时释放出氨气 4 碱性 锌锰电池中 负极锌失电子生成锌离子 再与溶液中的氢氧根结合生成氢氧化锌 负极 反应 Zn 2OH 2e Zn OH 2 正极反应 2MnO2 2H2O 2e 2MnO OH 2OH 5 锌空电池的负极反应式为 2Zn 4e